一种无滚轮异形截面罐体环缝焊接装置的制作方法

本实用新型涉及焊接设备领域，具体为一种无滚轮异形截面罐体环缝焊接装置。

背景技术：

目前在异形截面罐体环缝焊接领域，尤其是专用车领域中的液罐车、粉罐车的环缝焊接领域，普遍采用传统的异形罐体环缝焊接机或异形截面罐体龙门焊进行焊接，异形罐体环缝焊接机或者异形截面罐体龙门焊的主要特征为旋转的轮子带动焊枪在异形截面罐体上行走进行焊接，或者利用滚轮旋转编码器装置采集测量罐体旋转线速度进行焊接。工件为异形截面罐体包括不限于各种运油罐式车、沥青运输罐式车、危化品运输罐式车、下灰半挂车、粉粒物料运输半挂车、散装水泥半挂车、干混砂浆半挂车。由于滚轮的存在，会造成一些操作上的不便以及轮子打滑会造成焊接缺陷。

技术实现要素：

针对传统的异形截面罐体环缝焊接机的滚轮结构带来的操作不便，本实用新型提供了一种无滚轮异形截面罐体环缝焊接装置，该装置可以有效解决传统异形截面罐体环缝焊接机由于滚轮装置带来的操作不便和焊接不良的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无滚轮异形截面罐体环缝焊接装置，其特征在于：包括机头，所述的机头包括竖向电动滑台，所述的竖向电动滑台滑动设有机头连接板，所述的机头连接板上固定设有焊枪，所述的焊枪左侧固定设有第一激光位移传感器，焊枪右侧固定设有第二激光位移传感器，第一激光位移传感器与第二激光位移传感器平行设置且固定于机头连接板上，所述的竖向电动滑台滑动设于横向电动滑台上，所述的竖向电动滑台和横向电动滑台上均设有与之相匹配的伺服电机；

所述的横向电动滑台固定于龙门架横梁部分的前侧，所述的龙门架两侧竖向部分底部安装龙门架电动滚轮，所述的龙门架电动滚轮滑动设于地轨上，所述的地轨固定在地面上；

所述的龙门架内侧的地面上固定设有头尾架变位机，工件固定在头尾架变位机上，所述的头尾架变位机内部设有驱动电机，驱动电机连接有旋转编码器装置；

所述的竖向电动滑台、横向电动滑台上的伺服电机和头尾架变位机上的的驱动电机分别通过连接线路与plc控制系统电性连接，plc控制系统通过连接线路与配电箱电性连接。

优选的，所述的驱动电机为伺服电机或者三相异步电动机。

优选的，所述的横向电动滑台的行程大于异形截面罐体的最大直径，所述的竖向电动滑台行程大于异形罐体的最大半径。

优选的，所述的第一激光位移传感器的照射点在焊枪出丝处。

优选的，所述的第二激光位移传感器的照射点在焊枪出丝处。

优选的，所述的龙门架横向部分和竖向部分分别呈长方形框架结构，两部分内侧分别设有内外纵向的支撑，竖向部分底部两端部分分别设有龙门架电动滚轮。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种无滚轮异形截面罐体环缝焊接装置，具备以下有益效果：

1.本实用新型通过第一激光位移传感器的照射点在焊枪出丝处，通过第一激光位移传感器的读数控制竖向电动滑台移动保证焊枪距离工件的距离。

2.本实用新型通过竖向电动滑台与横向电动滑台都装有伺服电机，保证上下及左右移动的精确度。头尾架变位机根据第一激光位移传感器的读数与第二激光位移传感器读数的差值，实时带动工件旋转保证焊枪位置处焊缝的角度。

3.本实用新型在自动焊接异形截面罐体工件的过程中，异形截面罐体的旋转半径时刻变化，因为横向移动滑台的速度减去工件在焊枪处的旋转线速度即为焊接速度，所以控制系统根据竖向电动滑台的位移值，通过实时的控制横向电动滑台的行走速度，来控制焊接速度一致，保证了焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的左视结构示意图；

图3为本实用新型的俯视结构示意图；

图4为图3中a部分放大结构示意图；

图5为机头部分的主视放大结构示意图；

图6为机头部分的左视放大结构示意图。

图中标示：

1.地轨；2.龙门架电动滚轮；3.龙门架；4.横向电动滑台；5.竖向电动滑台；6.机头连接板；7.焊枪；8.第一激光位移传感器；9.第二激光位移传感器；10.工件；11.头尾架变位机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图6所示，一种无滚轮异形截面罐体环缝焊接装置，包括机头，所述的机头包括机头连接板6，所述的机头连接板6一侧固定设有焊枪7，所述的焊枪7左侧固定设有第一激光位移传感器8(检测工件10的上下位置)，焊枪7右侧附近设有第二激光位移传感器9(和第一激光位移传感器8的读数做差值计算检测焊接位置工件的角度是否水平)，第一激光位移传感器8与第二激光位移传感器9固定于机头连接板6上，所述的机头连接板6滑动设于竖向电动滑台5上，所述的竖向电动滑台5滑动设于横向电动滑台4上，所述的竖向电动滑台5和横向电动滑台4上均设有伺服电机(隐藏于电动滑台内部，图中未示出)。该装置通过plc控制系统(在本例中选用三菱电机自动化fx5u-64mt，其连接关系后面将详述)进行控制，plc控制系统根据第一激光位移传感器8的数值实时控制竖向电动滑台5上下移动调整焊枪7的上下位置，即控制焊枪7的运动轨迹与焊缝一致。焊枪7、第一激光位移传感器8与第二激光位移传感器9固定成整体，均固定在机头连接板6上。满足机头连接板6上下运动带动焊枪7、第一激光位移传感器8与第二激光位移传感器9整体上下移动。横向电动滑台4行程足够大，满足异形截面罐体的最大直径及椭圆的移动需求。

上述实施例中，具体的，参阅图1、图2、图3，所述的横向电动滑台4固定于龙门架3的横向部分前端，所述的龙门架3两侧竖向部分底部与龙门架电动滚轮2固定连接，所述的龙门架电动滚轮2滑动设于地轨1上，所述的地轨1固定在地面上，龙门架电动滚轮2运转带动龙门架3前后移动，从而满足不同长度的工件10不同位置所有焊缝的焊接。

上述实施例中，具体的，所述的龙门架3内侧的地面上固定设有头尾架变位机11，工件10固定于头尾架变位机11上，头尾架变位机11上装有伺服电机(或者三相异步电动机)，伺服电机(或者三相异步电动机)连接有旋转编码器装置。从而满足检测出工件10旋转运动的角速度。

上述实施例中，具体的，所述的竖向电动滑台5和横向电动滑台4上的伺服电机和头尾架变位机11上的旋转伺服电机(或者三相异步电动机)分别通过连接线路与控制箱里面的plc控制系统(在本例中选用三菱电机自动化fx5u-64mt)电性连接，plc控制系统通过连接线路与配电箱(图中未示出，与电网连接)电性连接(此处的控制部分图中未示出，其工作原理为本领域一般技术人员所熟知，在此不再赘述)。

上述实施例中，更为具体的，所述的横向电动滑台4的行程大于异形截面罐体的最大直径。保证焊枪7左右移动在异形截面罐体的整个上方进行施焊。

上述实施例中，更为具体的，所述的第一激光位移传感器8和第二激光位移传感器9的照射点在焊枪7出丝处，保证第一激光位移传感器8的检测数值、第二激光位移传感器9的检测数值，与焊枪7距离工件10的高度在限定的误差范围内。

上述实施例中，更为具体的，所述的竖向电动滑台5的零点位置距离头尾架变位机11的旋转中心轴线的距离可以通过手动测量得知。

上述实施例中，更为具体的，所述的机架3的横向部分和竖向部分分别呈长方形框架结构，内侧分别设有内外纵向的支撑(未单独标记)，竖向部分底部两侧分别设有龙门架电动滚轮2。

工作原理：首先手动操作移动焊枪7到工件10的某一点焊缝处，然后开启自动运行，竖向电动滑台5根据第一激光位移传感器8的读数实时运动保证焊枪7距离工件10的高度一致，第二激光位移传感器9的读数与第一激光位移传感器8的读数实时做差值运算，控制头尾架变位机11带动工件10逆时针运转保证焊枪处的焊缝处于水平位置。竖向电动滑台5的零点与头尾架变位机11的旋转轴线距离减去竖向电动滑台5的运动距离即可得出焊接处的旋转半径，焊接处的旋转半径与头尾架变位11的逆时针旋转角速度作乘法运算即得出工件10焊接处的逆时针旋转线速度。横向电动滑台4实时左右移动，因为横向电动滑台4的向右移动速度减去工件10焊接处的逆时针旋转线速度等于焊接速度，所以控制横向电动滑台4的左右移动速度即可满足焊接速度的要求。在此过程中，控制系统实时控制横向电动滑台4的伺服电机、竖向电动滑台5的伺服电机、头尾架变位机11的驱动电机，协调配和旋转，以使工件处于水平方向的焊接位置进行焊接，并且焊接速度保持一致，不会出现因滚轮的存在造成的操作不便和焊接不良，从而保证焊接质量。

本实用新型中使用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理均为本领域技术人员所熟知。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。